Bilim adamları, iç kulağın gizli rejeneratif potansiyelini araştırıyor
Tarih:30 Temmuz 2021
Kaynak:USC Keck Tıp Fakültesi
Özet:Bilim adamları, işitme ve denge bozukluklarında kaybolan iç kulağın duyu hücrelerinin yenilenmesine doğal bir engel belirlediler. Bu engeli aşmak, yeni bir çalışmada açıklandığı gibi, iç kulak hücrelerini yenilenmeye hazır hale gelen yenidoğan benzeri bir duruma döndürmenin ilk adımı olabilir. Çalışma, embriyonik iç kulak hücrelerinde bulunan aynı rejeneratif yeteneğin bir kısmını kanalize etmek için kullanılabilecek yeni gen mühendisliği yaklaşımlarını önermektedir.
Neil Segil'in USC Kök Hücre laboratuvarından bilim adamları, işitme ve denge bozukluklarında kaybolan iç kulağın duyu hücrelerinin yenilenmesine doğal bir engel belirlediler. Bu engelin üstesinden gelmek, Developmental Cell'de yayınlanan yeni bir çalışmada açıklandığı gibi, iç kulak hücrelerini rejenerasyon için hazırlanmış yenidoğan benzeri bir duruma döndürmenin ilk adımı olabilir.
Kök Hücre Biyolojisi ve Rejeneratif Tıp Bölümü ve USC Tina ve Rick Caruso Kulak Burun Boğaz Bölümü'nde Profesör olan Segil, "Kalıcı işitme kaybı, emeklilik yaşına ulaşan nüfusun yüzde 60'ından fazlasını etkiliyor" dedi. Boyun Cerrahisi. "Çalışmamız, embriyonik iç kulak hücrelerinde bulunan aynı rejeneratif yeteneğin bir kısmını kanalize etmek için kullanılabilecek yeni gen mühendisliği yaklaşımları önermektedir."
İç kulakta, koklea olan işitme organı iki ana tip duyu hücresi içerir: ses titreşimlerini alan saç benzeri hücresel çıkıntılara sahip "saç hücreleri"; ve önemli yapısal ve işlevsel roller oynayan "destekleyici hücreler".
Hassas saç hücreleri yüksek seslerden, belirli reçeteli ilaçlardan veya diğer zararlı maddelerden zarar gördüğünde, yaşlı memelilerde ortaya çıkan işitme kaybı kalıcıdır. Bununla birlikte, yaşamın ilk birkaç günü için, laboratuvar fareleri, "transdiferansiasyon" olarak bilinen ve işitme kaybının iyileşmesine izin veren bir süreç yoluyla hücrelerin saç hücrelerine dönüşmesini destekleme yeteneğini korur. Fareler bir haftalık olduklarında bu yenilenme kapasitesini kaybederler - muhtemelen doğumdan önce insanlarda da kaybolur.
Bu gözlemlere dayanarak, doktora sonrası araştırmacı Litao Tao, PhD, yüksek lisans öğrencisi Haoze (Vincent) Yu ve meslektaşları, destekleyici hücrelerin transdiferansiasyon potansiyellerini kaybetmelerine neden olan yenidoğan değişikliklerine daha yakından baktılar.
Destekleyici hücrelerde, saç hücrelerine farklılaşma talimatı veren yüzlerce gen normalde kapalıdır. Genleri açıp kapatmak için vücut, histonlar olarak bilinen proteinleri süsleyen aktive edici ve baskılayıcı moleküllere güvenir. "Epigenetik modifikasyonlar" olarak bilinen bu süslemelere yanıt olarak, histon proteinleri DNA'yı her bir hücre çekirdeğine sararak, hangi genlerin gevşek ve erişilebilir şekilde "açıldığını", hangilerinin sıkıca sarılıp "kapatıldığını" kontrol eder. erişilemez. Bu şekilde epigenetik modifikasyonlar, gen aktivitesini düzenler ve genomun ortaya çıkan özelliklerini kontrol eder.
Bilim adamları, yeni doğan fare kokleasının destekleyici hücrelerinde, tüy hücresi genlerinin hem aktive edici bir molekül olan H3K27ac eksikliği hem de baskıcı molekül H3K27me3'ün varlığı tarafından baskılandığını buldular. Bununla birlikte, aynı zamanda, yeni doğan fare destek hücrelerinde, tüy hücresi genleri, henüz farklı bir histon dekorasyonu olan H3K4me1'in mevcudiyeti ile aktive etmek için "hazırlanmış" tutuldu. Destekleyici bir hücrenin bir saç hücresine farklılaşması sırasında, H3K4me1'in varlığı, saç hücresi gelişimi için doğru genleri aktive etmek için çok önemlidir.
Ne yazık ki yaşla birlikte, kokleanın destekleyici hücreleri yavaş yavaş H3K4me1'i kaybederek hazır durumdan çıkmalarına neden olur. Bununla birlikte, bilim adamları H3K4me1 kaybını önlemek için bir ilaç ekledilerse, destekleyici hücreler geçici olarak transdiferansiasyon için hazır olarak kaldılar. Benzer şekilde, H3K4me1'i doğal olarak koruyan vestibüler sistemden gelen destekleyici hücreler, yetişkinliğe transdiferansiyasyon için hala hazırdı.
Segil, "Çalışmamız, işitmeyi geri kazanmanın bir yolu olarak iç kulak hücrelerinin gizli rejeneratif kapasitesinden yararlanan epigenetik modifikasyonlar yapmak için terapötik ilaçlar, gen düzenleme veya diğer stratejileri kullanma olasılığını artırıyor" dedi. "Benzer epigenetik modifikasyonlar, retina, böbrek, akciğer ve kalp gibi yenilenmeyen diğer dokularda da faydalı olabilir."
Hikaye Kaynağı:
Dergi Referansı :
- Litao Tao, Haoze V. Yu, Juan Llamas, Talon Trecek, Xizi Wang, Zlatka Stojanova, Andrew K. Groves, Neil Segil. Güçlendiricinin devreden çıkarılması, duyusal saç hücresi yenilenmesine epigenetik bir bariyer uygular . Gelişim Hücresi , 2021; DOI: 10.1016/j.devcel.2021.07.003
Kaynak: www.sciencedaily.com